Erste Schritte mit der Gemeinsamen Informationsplattform ...€¦ · Erste Schritte mit GIN Kurs lokale Naturgefahrenberater Fachspezialisten Elementar 7/24 Abb. 4: Es lohnt sich,

Erste Schritte mit der Gemeinsamen Informationsplattform Naturgefahren (GIN) – eine Interpretationshilfe Login www.gin.admin.ch

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Fragen zu Daten und deren [email protected] Darstellung in GIN, Allgemeine Rückmeldungen oder Anmerkungen Fragen zur Interpretation Die jeweiligen Bundesfachstellen: aktueller Daten zur MeteoSchweiz: 0900 162 333 (CHF 2.90/Min. ab Festnetz) Entscheidfindung Bundesamt für Umwelt (Hydrologie): 058 463 85 68 SLF (Schnee): 0800 800 187 (gratis)

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Erste Schritte mit GIN Kurs lokale Naturgefahrenberater Fachspezialisten Elementar

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GIN, die Gemeinsame Informationsplattform Naturgefahren

Das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz, das Bundesamt für Um-welt BAFU, das WSL Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF und der Schweizeri-sche Erdbebendienst SED sind als Fachstellen des Bundes bei Unwetter, Hochwasser, La-winen und Erdbeben für die Warnung der Behörden und der Bevölkerung verantwortlich. Auf der Gemeinsamen Informationsplattform Naturgefahren (GIN) stellen sie den Naturgefahren-Fachleuten in Bund, Kantonen und Gemeinden gemeinsam ihre Produkte zu den verschie-denen Naturgefahren zur Verfügung. Diese umfassen Mess- und Beobachtungsdaten, Vor-hersagen, Warnungen, Modelle und Bulletins. Die Plattform ist nicht öffentlich, deshalb braucht es ein Login. Damit verfügen die Sicher-heitsverantwortlichen rasch und in übersichtlicher Form über wichtige Informationen, auch in Notsituationen. GIN ist eine wichtige Informationsquelle für die Lagebeurteilung durch die NaturgefahrenberaterInnen bzw. die FachspezialistInnen Elementar.

Inhalt

1. Welche Informationen finde ich auf GIN?........................ 3

1.1 Bulletins ...................................................................................................................4 1.2 Wie aktuell sind die Messdaten auf GIN? .................................................................4

2. Warnungen ........................................................................ 5

2.1 Eigene Warnkarte einstellen .....................................................................................6 2.2 Warnungen abonnieren ............................................................................................6

3. Niederschlag und Abfluss ................................................ 7

3.1 Niederschlag messen ...............................................................................................8 3.2 Prognosen ................................................................................................................9 3.3 Niederschlags-Wahrscheinlichkeits-Karten.............................................................13 3.4 Prognosen-Fahrplan ...............................................................................................13

4. Schnee ..............................................................................15

4.1 Schneefallgrenze....................................................................................................15 4.2 Schneedecke .........................................................................................................16 4.3 Schneewasseräquivalent........................................................................................17

5. Tipps .................................................................................21

5.1 Diagramme.............................................................................................................21 5.2 Schwellenwerte ......................................................................................................22 5.3 Daten exportieren ...................................................................................................23 5.4 Stationspunkte ausblenden ....................................................................................23 5.5 Archivieren .............................................................................................................24 5.6 Dossiers teilen ........................................................................................................24

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http://www.slf.ch/

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1. Welche Informationen finde ich auf GIN?

GIN bietet eine direkte Informationsquelle, die nur einem eingeschränkten Publikum zur Verfügung steht. Damit soll sichergestellt werden, dass die Informationen immer abrufbar sind, auch in Notsituationen. Dann kann es vorkommen, dass "traditionelle" Informations-quellen bzw. Internetseiten wie MeteoSchweiz oder der Schweizerische Erdbebendienst überlastet sind und nicht mehr verfügbar sind. Zudem bietet GIN eine Übersicht, die man sonst nirgends findet. Die Messwerte der Bun-

desfachstellen, der Kantone und von privaten Anbietern werden gebündelt zur Verfügung gestellt. Folgende Daten stehen zur Verfügung:

Wetter

Schnee

Wasser

Über 200 Messstationen, Niederschlagsradar, 3 Satel-

litenbilder-Typen, Outputs von zwei Modellen (COSMO-1 und COSMO-E), 3 Bulletins

(Detailprognose, Alpen-, Spezialwetter)

Erdbeben

Knapp 200 Messstationen,

Bulletins (national, regional), Modellierungen

GIN

Messwerte an über 300 Sta-tionen; hydrologische Vor-hersagen an ausgewählten

Stationen (ca. 100); hydrolo-gisches Bulletin

Erdbeben-Beobachtungen vom Schweizerischen Erdbeben-dienst. Es finden in der Schweiz praktisch jeden Tag Erdbeben statt, die aber so schwach sind, dass sie für den Menschen nicht spürbar sind. Erdbeben können nicht vorausgesagt wer-den und werden hier nicht weiter behandelt.

Zusätzlich zu den aktuellen Beobachtungen sind in GIN Bulletins (Kap. 1.1), Prognosen (Kap. 3.2) und die offiziellen Warnungen des Bundes (Kap. 2) verfügbar. Gewisse Daten findet man nur auf GIN, wie zum Beispiel vergangene Niederschlagsbilder (inkl. Niederschlagssummen) bzw. manche Niederschlagsprognosen (z.B. Wahrscheinlich-keit, dass eine Menge überschritten wird) oder Schneeinformationen (z.B. Wasserwert, Hö-henverteilung, Schneefallgrenze). Mittels sogenannter Dossiers kann jeder Nutzer seine Startseite so organisieren, so dass er schnell an die für ihn wichtigen Informationen gelangen kann1.

1 Weiterführende Informationen zu den Dossiers im interaktiven Modul 01 des E-Learnings (Grundla-

gen der Bedienung), Lerneinheit "Dossiers". Auf www.gin-training.ch (mit gleichem CH-Login wie für GIN) oder ab der GIN-Startseite (oben rechts, Fragezeichen-Symbol).


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1.1 Bulletins Bulletins sind von Experten interpretierte Mess- und Prognosedaten. Die Fachleute be-schreiben darin die aktuelle Situation und legen dar, wie sich diese nach ihren Einschätzun-gen weiter entwickeln wird. Es steckt sehr viel Erfahrung in einem Wetterbericht oder einem Lawinenbulletin, so dass diese grundsätzlich zuverlässiger sind als reine Modellrechnungen. GIN bietet diverse Wetterberichte von MeteoSchweiz, das Lawinenbulletin des SLF und di-verse hydrologische Bulletins2.

Abb. 1: Neben den Wetterbulletins gibt es in GIN spezifischere Bulletins zu den Abflüssen und der Schneesituation.

1.2 Wie aktuell sind die Messdaten auf GIN? Zwischen dem Empfang der Daten und der Verfügbarkeit in GIN liegen ca. 3 Minuten. Davor kann es Verzögerungen geben, die nicht durch GIN verursacht sind. Beispielsweise werden Messdaten von automatischen Stationen oft in der Station gesammelt und Paketweise an den Betreiber übertragen (z.B. Messung alle 10 Minuten, Versand der Daten alle 30 Minuten um Energie bei autarken Stationen zu sparen). Der Betreiber bereitet sie auf und gibt sie dann an GIN weiter. Die Mess- und Datenübermittlungsintervalle der automatischen Stationen sind unterschied-lich. Deshalb stellt GIN, ausgehend vom eingestellten Zeitpunkt, die aktuellsten verfügbaren Daten der letzten drei Stunden auf der Karte dar. Somit kann es vorkommen, dass nicht alle zu einem Zeitpunkt auf der Karte dargestellten Messwerte zum selben Zeitpunkt gemessen wurden. Information zum Messzeitpunkt ("Zeitstempel") erhalten Sie durch ei-

nen Mausklick auf eine Messstation oder im Mouseover. Die Daten sollen so schnell wie möglich zur Verfügung gestellt werden und sind deshalb meist nicht geprüft. Es soll immer hinterfragt werden, ob die Daten plausibel sind.

Deshalb ist GIN nicht als Archiv gedacht. Zur Zeit sind die Daten ab Mitte Juni 2017 ver-fügbar. Maximal werden bis 2 Jahre Daten verfügbar sein. Wichtige Ansichten können als Dokumentation manuell archiviert, bzw. als PDF gespeichert werden (siehe Kap. 5.5).

2 Wann werden die neusten Bulletins publiziert? Mehr Informationen dazu in den Grundkurs-

Unterlagen, Kapitel 10, im "Informationsfahrplan".


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2. Warnungen3

Eine Warnung ist eine Experten-Beurteilung des Schweregrades eines sich ankündigen-den Ereignisses. Aufgrund von vordefinierten Warnschwellen, die je nach Ereignisart (Ge-

witter, Schneefall, usw.), Lage und Jahreszeit spezifisch sein können, werden die Warnstu-fen ermittelt. Die Warnung der Behörden und der Bevölkerung ist Aufgabe des Bundes. Es wird eine ein-heitliche 5-stufige Gefahrenskala verwendet. Die Schwellenwerte der verschiedenen Natur-gefahren Erdbeben, Hochwasser, Lawinen, Unwetter und Waldbrand wurden durch die ent-sprechenden Fachstellen definiert. Die Gefahrenstufen geben Auskunft über die Intensität des Ereignisses, die möglichen Auswirkungen und Verhaltensempfehlungen. Warnungen der Stufen 4 und 5 können als verbreitungspflichtig deklariert werden und müssen dann von den konzessionierten Radio- und TV-Programmanbietern verbreitet werden. Warnungen basieren auf meteorologischen Vorhersagemodellen, die mit Unsicherheiten

behaftet sind. Ein Ereignis kann also immer noch schwächer oder stärker ausfallen, oder so-gar gar nicht eintreten. Wird ein Ereignis zu spät erkannt und davor gewarnt, lässt die War-nung nur wenig Zeit für die Vorbereitung von präventiven Massnahmen.

Achtung: Die privaten Anbieter von Warnungen haben andere Warnstufen und -schwellen

als die Bundesfachstellen.

Abb. 2: Auf der Startseite von

GIN befindet sich die aktuelle Gefahrenkarte. Jede Warnre-gion erhält die Stufe der Ge-fahr mit der höchsten Gefah-renstufe. Im Gegensatz zu www.naturgefahren.ch können hier auch sogenannte Warn-ausblicke eingeblendet wer-den, wenn sich eine Gefahr zwar anbahnt, die Zuverlässig-keit der Prognosen jedoch noch relativ tief ist.

Eine zusammenfassende Gefahrenkarte befindet sich auf der GIN-Startseite. Klickt man da-rauf, kann man die Warnungen der nächsten fünf Tage anschauen. MeteoSchweiz gibt auch sogenannte Warnausblicke aus, wenn eine Gefahr zwar möglich ist, die Prognose aber noch unzuverlässig ist (Eintrittswahrscheinlichkeit kleiner als 70%). Die farbliche Unterscheidung der fünf Warnstufen bleibt dabei bestehen, jedoch mit Schraffierung. In diesem Fall kann es auch gut sein, dass ein Ereignis entweder gar nicht eintritt, oder stärker als es die Prognosen erahnen liessen.

3 Weitere Informationen zu den Gefahrenstufen und den Warnschwellen finden Sie in den Grundkurs-

Unterlagen, Kapitel 2 "Kritische Wetterlagen und Wetterprognosen", ab S. 12. Mehr zur Warnung und Alarmierung finden Sie unter www.naturgefahren.ch.

http://www.naturgefahren.ch/


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2.1 Eigene Warnkarte einstellen4 Eine eigene Warnkarte lässt sich so einstellen, in dem auf der Startseite von GIN auf die Ge-fahrenkarte geklickt wird. In der Ansicht links können die gewünschten Gefahren ausgewählt werden. Anschliessend kann die Warnkarte als eigenständiges Dossier gespeichert werden oder einem bereits bestehenden Dossier als "Ansicht" hinzugefügt werden.

Abb. 3: In GIN kann eine eigene Warnkarte erstellt werden, indem die relevanten Gefahren ausge-wählt werden. Die Warnkarte kann als eigenständiges Dossier gespeichert werden oder als Ansicht innerhalb eines bestehenden Dossiers. Die Warnschwellen können nicht personalisiert werden. Auf-grund der Gefahrenkarte werden noch keine Warnungen per Mail oder SMS versendet. Wie man Warnungen abonniert, ist im Kapitel 2.2 erläutert.

2.2 Warnungen abonnieren Man kann die Lage nicht Tag und Nacht beobachten. Die Bundesfachstellen erstellen War-nungen, wenn sich Gefahren anbahnen. Sie dienen als Weckruf, die Lage für das eigene Zuständigkeitsgebiet näher anzuschauen. Warnungen kann man kostenlos abonnieren. Es gibt auch private Anbieter. Auf GIN

In den Einstellungen unter "Warnungen abonnieren". Dort kann man die Gefahren für seine Region auswählen, vor welchen man ab einer gewissen Gefahrenstufe gewarnt werden möchte (per Mail und/oder SMS). Auf MeteoSchweiz-App

Gewünschte Orte auf App-Startseite hinzufügen und danach auf entsprechendes Wetter-Diagramm klicken. Ganz unten lässt sich für diese Ortschaft "Push-Warnungen für Gefahren" einrichten. Wasser-Alarme per SMS5

Sowohl auf GIN wie auf der MeteoSchweiz-App lassen sich "nur" Warnungen für gewünsch-te Gefahren und Gefahrenstufen abonnieren. Das BAFU bietet die Möglichkeit, per SMS über das Überschreiten eines individuell festgelegten Abflusses oder Pegels an den gewünschten Stationen informiert zu werden.

4 Weiterführende Informationen zur Erstellung einer eigenen Warnkarte im interaktiven Modul 01 des

E-Learnings (Grundlagen der Bedienung), Lerneinheit "Ansichten". Auf www.gin-training.ch (mit glei-chem CH-Login wie für GIN) oder ab der GIN-Startseite (oben rechts, Fragezeichen-Symbol). 5 Kurzlink zum BAFU-SMS-Dienst: https://goo.gl/cegZbw


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Abb. 4: Es lohnt sich, Warnungen zu abonnieren, wie hier auf GIN oder der MeteoSchweiz-App. Man kann die Lage nicht Tag und Nacht beobachten. Warnungen sind dann auch besonders wichtig, wenn ein Ereignis überraschend kommt (z.B. Gewitter) oder stärker als gedacht.

3. Niederschlag und Abfluss

Hochwasser werden durch Niederschlagsereignisse ausgelöst. Dabei spielt die Vorfeuchte eine wichtige Rolle6. Wieviel hat es in den letzten Wochen, Tagen bzw. Stunden geregnet? Die vorhandenen Messdaten können mit eigenen Beobachtungen "im Feld" ergänzt werden. Sind die Böden durchnässt und nicht mehr in der Lage, Wasser aufzunehmen? Wie hoch ist die Schneefallgrenze? Mit welchem weiteren Verlauf des Wetters wird gerechnet? Die Be-antwortung dieser Fragen ist die Grundlage für die Beurteilung einer allfälligen Hochwasser-Gefahr. Schnee kann ein Hochwasser verstärken, siehe Kap. 4. In diesem Kapitel stellen wir in GIN vorhandene Mittel vor, um eine solche Beurteilung vor-zunehmen und liefern Hintergrundinformationen für die Interpretation.

Abb. 5: Neben dem aktuellen Niederschlagsbild können aus Radardaten abgeschätzte Niederschlagsmengen über einen gewissen Zeitraum (1 Stunde bis 3 Tage) analysiert werden (Summen, Σ). Hier z.B. eine Akkumulation über 24 Stunden (17.02.2018). Ein Vergleich mit direkten Messungen am Boden ist wichtig, denn die Radargeräte "sehen" nicht alles. Mehr dazu im Kap. 3.1.

6 Siehe Grundkurs-Unterlagen, Kap. 3, "Vom Niederschlag zum Abfluss".


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3.1 Niederschlag messen Die Niederschlagsmessung kann entweder direkt am Boden mit Hilfe einer Wetterstation er-folgen, oder sie kann mit Hilfe eines Radargeräts durchgeführt werden. Beide Methoden ha-ben Vor- und Nachteile, am sinnvollsten ist eine Kombination von beiden. Bei der Messung an Stationen am Boden, die es rund alle 12 km gibt, handelt es sich um ei-ne Punktmessung. Ein Gewitter trifft die Station beispielsweise nur „zufällig“. Der Mess-standort soll auch windgeschützt sein, was vor allem im Gebirge nur selten zutrifft. Zudem ist die Messung der Niederschlagsmenge bei Schnee wegen lokalen Schneeverwehungen kniff-lig. Der Fehler kann dann über 20% betragen. Beim Radar hingegen erfolgt die Messung weitgehend flächendeckend, in drei Dimensionen und alle fünf Minuten. Die Niederschlagsmenge kann hier aber nur indirekt abgeschätzt wer-den, da die vom Niederschlag (unterschiedlich grosse Regentropfen, Schnee, Hagel,…) zu-rückreflektierte Radarstrahlung interpretiert werden muss. Zudem schatten die Alpen das Radarsignal ab, sodass die Radargeräte in den unteren Schichten der inneralpinen Regio-nen „blind“. sind. Bei Gewitterlagen ist das Radar das beste Hilfsmittel, um die Nieder-schlagsmenge abzuschätzen.

Abb. 6: Bodenmessstation: Automatischer Nieder-schlagsmesser auf dem Napf.

Abb. 7: Radarstation auf dem Monte Lema im Tessin. Einer der fünf Radarstandorte in der Schweiz. Das Radarmessnetz wurde in den letz-ten Jahren erneuert und erweitert. Neu kamen 2014 la Pointe de la Plaine Morte und 2016 Weissfluhjoch dazu. Sie sorgen für eine bessere Abdeckung der alpinen Regionen.


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Abb. 8: Das Radarmessnetz der Schweiz seit 2016 (Quelle: raonline.ch). Im Berner Oberland sind die Radargeräte unterhalb ca. 3000-4000m "blind", im Berner Mittelland und Jura unterhalb ca. 2000m.

Bezüglich Radardaten bestehen folgende Einschränkungen:

Abschattung des Radarsignals durch die Berge – Nieder-

schlag wird unterschätzt

Radarstrahl kann in grösserer Entfernung über dem Nie-

derschlag durchgehen (wegen der Erdkrümmung nimmt

die Höhe des Strahls mit der Entfernung zu)

Radar erfasst Niederschlag, welcher später in tieferen

Schichten wieder verdunstet – Niederschlag wird überschätzt

Radarstrahl wird von starken Gewittern soweit geschwächt, sodass der weiter ent-

fernte Niederschlag nicht mehr erfasst wird – Niederschlag wird unterschätzt

Niederschlag der durch eine tiefere Wolke fällt, wird verstärkt – Radar unterschätzt

den Niederschlag

3.2 Prognosen Um Abflüsse vorhersagen zu können, sind genaue Wetterprognosen notwendig. Sie werden anhand von Modellen erstellt. Modelle sind Beschreibungen der Wirklichkeit, sie sind nie per-fekt. Mittlerweile sind die Wetterprognosen für die nächsten Tage qualitativ recht gut, es sind aber nach wie vor gewisse Defizite vorhanden vor allem in den Alpen und für die Nieder-schlagsverteilung und -stärke. Das weltweit beste Globalmodell wird am europäischen Zent-rum für Mittelfristprognose in England betrieben, daran ist auch die Schweiz beteiligt. Dieses sogenannte „ECMWF-Modell“ hat eine Auflösung von 16 km und berechnet das Wetter für die ganze Welt. Es dient als Randbedingung für lokale Modelle, die das Wetter nur in einem begrenzten Ausschnitt berechnen, dafür mit einer besseren Auflösung. MeteoSchweiz be-treibt das Lokalmodell "COSMO-1" mit 1.1 km Auflösung, das 8 Mal pro Tag eine Prognose für die nächsten 33 bis 45 Stunden liefert7. Diese Prognosen werden genutzt, um die Abflüs-se vorherzusagen. Um die Prognose-Produkte von GIN kennenzulernen, schauen wir uns ein kleines Ereignis Anfang 2018 genauer an.

7 Mehr Hintergründe zu den COSMO-Modellen in den Grundkurs-Unterlagen, Kapitel 2 "Kritische Wet-

terlagen und Wetterprognosen", S. 12.


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Was bedeuten mm oder m3/s?

10 mm in 6 Std. + 40 m3/s

30 mm in 6 Std. + 50 m3/s

Abb. 9: Die Teil-Einzugsgebiete der Areuse (Kanton Neuenburg), ein wichtiger Zufluss des Neuenburgersees, dienen uns als Beispiel in diesem Kapitel. Der Chasseron ist der höchste Punkt (1600 m), der Neuenburgersee der tiefste Punkt (430 m). Flache Moorgebiete befinden sich im Plateau von La Brévine und les Ponts-de-Martel (ca. 1000 m). Es handelt sich um ein Karstgebiet, Niederschlag versickert schnell in den Boden, wenn dieser nicht gefroren ist.

Abb. 10: 10-minütige Niederschläge in La Brévine und gemessener Abfluss in Boudry vor dem Aus-fluss der Areuse in den Neuenburgersee vom 3. Januar bis zum 7. Januar 2018. Bei diesem Ereignis waren die Niederschlagsmengen von La Brévine für das ganze Einzugsgebiet der Areuse repräsenta-tiv. Oberhalb 1000 m lag wenig, eher feuchter Schnee, dessen Schmelze den Abfluss etwas verstärk-te. Am Mittwoch regnete es bis ganz oben, bis die Schneefallgrenze um die Mittagszeit auf rund 1000 m sank. Am Donnerstag regnete es im ganzen Einzugsgebiet.

Die Niederschläge werden in Millimetern (mm) gemessen. 1 Millimeter entspricht einem Liter Wasser pro Quadratmeter (m2). Die Abflüsse werden üblicherweise in Kubikmetern (= 1000 Liter) pro Sekunde angegeben.

Val-de-Travers

Chasseron

Plateau von

Ponts-de-Martel

Plateau von La Brévine


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Bundesschwellenwerte

Wie schlimm wird ein Hochwasser? Einen Anhaltspunkt bieten die so-genannten Bundesschwellenwerte. Sie sind spezifisch für jedes Fliess-gewässer. Wird die Stufe gelb voraussichtlich überschritten, wird min-destens ein Hochwasser erwartet, dass in der Vergangenheit 1 Mal alle 2 Jahre aufgetreten ist (Abkürzung: HQ2). Wird die Stufe orange erwar-tet, dann rechnet man mit einem Hochwasser, das einmal alle 10 bis 30 Jahre stattfindet. Es ist die Aufgabe eines Naturgefahrenberaters, abzuschätzen, ab welchem Abfluss z.B. ein Bach in seiner Gemeinde gefährlich werden könnte, bzw. über die Ufer treten könnte. Ein HQ30 beispielsweise ist nicht unbedingt überall gefährlich.

Abb. 11: aufgrund der Meteoprognosen wurde der Abfluss der Areuse vorhergesagt (hier am 3. Januar 2018). Die schwarze Linie zeigt die gemessenen Abflüsse (10 Minuten - Mittelwerte). Grün ist die Vorhersage aufgrund der Wetterprognose von COSMO-1, orange die von COSMO-7 (Version vom COSMO-Modell mit 6.6 km Auflösung für Europa und die nächsten 3 Tage). Zusätzlich gibt es eine 10-tägige Vorhersage basierend auf dem Modell des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage ("IFS"). Alle Modelle haben die Niederschlagsmengen und damit die Abflüsse überschätzt.

Eine Wetterprognose beruht nie nur auf einem einzigen Modell. Der Meteorologe vergleicht stets eine Vielzahl von Modellen, zudem kennt er die Stärken und Schwächen der verschie-denen Modelle. Insbesondere für die Mittelfristprognose kommen sogenannte Ensemble-Modelle zum Einsatz. Dabei wird ein Modell mehrmals mit leicht veränderten Anfangsbedin-gungen gerechnet. Bei MeteoSchweiz ist es COSMO-E, das zwei Mal pro Tag 21 Vorhersa-gen für die nächsten 5 Tage rechnet. Alle 21 Modell-Läufe sind gleich wahrscheinlich. Die Resultate können statistisch ausgewertet werden, damit ist eine Aussage über die Zuverläs-sigkeit der Vorhersage möglich. Ebenfalls können zum Beispiel die Wahrscheinlichkeiten für das Überschreiten eines bestimmten Niederschlags-Schwellwertes berechnet werden. COSMO-E erlaubt die Berechnung von 21 Abfluss-Ganglinien an bestimmten BAFU-Stationen.


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Abb. 12: Abflussvorhersagen und -messung für die Areuse für das Ereignis im Januar 2018. COSMO-E liefert 21 mögliche Wetterentwicklungen, welche für hydrologische Prognosen eingesetzt werden (violett). In diesem Fall hätte man damit gerechnet, dass zu 100% der Abfluss grösser wird als er schlussendlich gemessen wurde. Beobachtet wurde ein Abfluss um die 100 m

3/s (schwarze Linie).

Das zeigt schon, dass die Unsicherheit immer unterschätzt wird durch COSMO-E. Einserseits weil es "nur" 21 mögliche Abflussverläufe berechnet, andererseits weil das Modell und die Anfangsbedingungen (Beobachtungen) nicht exakt bzw. vollständig sind. 19 der 21 Prognosen (=90%) gingen davon aus, dass 140 m

3/s (HQ10 bis HQ30) überschritten werden. Jede dritte Prognose (33%)

sagte mehr als 190 m3/s (>HQ100) voraus, aber mit Ablfussspitzen zu unterschiedlichen Zeitpunkten. In

diesem Fall hat das Wettermodell COSMO-E die Niederschlagsmengen für das Einzugsgebiet der Areuse deutlich überschätzt. Achtung: Der umgekehrte Fall, dass Abflüsse unterschätzt werden, tritt genau so oft auf!

Abb. 13: Gleiches Ereignis an der gleichen Station wie weiter oben. Anstatt die einzelnen 21 Progno-sen anzuzeigen, erscheinen hier die Bereiche, in welchen 33% ("33%-66% Perzentile") bzw. 50% ("25%-75% Perzentile) der 21 Prognosen lagen. Zusätzlich eingezeichnet ist der sogenannte Median. Die Hälfte der Prognosen befindet sich unterhalb bzw. oberhalb von diesem Wert, der oft als "beste Schätzung" gilt. Eine solche Ansicht hilft, die Abflussprognose und seine Unsicherheit rasch beurteilen zu können.


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Was bedeutet UTC?

UTC steht für "Coordinated Universal Time". UTC wird als Weltzeit überall dort für Zeitangaben benutzt, wo eine weltweit einheitliche Zeitskala benötigt wird. Das ist auch fürs Wetter der Fall. Es ist die Zeit, die am Nullmeridian (Greenwich Observatorium in Lon-don) herrscht. Bei uns herrscht die mitteleuropäische Zeit (MEZ, UTC +1 im Winter). Im Sommer ist es bei uns UTC + 2.

Ein grosser Teil der Unsicherheit in den Abflussprognosen kommt aus der Unsicherheit der Niederschlagsprognosen. Die Niederschlagsprognosen müssen ausgesprochen vorsichtig interpretiert werden, dies gilt insbesondere für Gewitterlagen. Auch wenn die Niederschlags-karte im GIN noch so schön und präzise ausschaut und man sich bis in die kleinsten Details hineinzoomen kann: Das im Modell gezeigte, heftige Gewitter wird sich in den allerseltensten Fällen genau am vorhergesagten Ort und zur prognostizierten Zeit entladen! Man soll sich zudem nie auf ein einziges Modell verlassen. Etwas besser ist die Situation bei grossflächigen Niederschlägen. Vor allem wenn mehrere Modelle ein ähnliches Niederschlagsmuster zeigen ist die Chance relativ gross, dass die prognostizierten Niederschläge auch pünktlich und in der vorhergesagten Menge eintreffen. Dann sind auch die Abflussprognosen i.d.R. zuverlässiger.

3.3 Niederschlags-Wahrscheinlichkeits-Karten Eine andere Art, Ensemble-Vorhersagen zu nutzen, bieten Wahrscheinlichkeits-Karten für Niederschlag. Solche Karten zeigen die Wahrscheinlichkeit, mit der ein bestimmtes Ereignis eintreten kann. Eine Angabe wie z.B. "70% Chance für mehr als 30 mm Niederschlag in 24 Stunden" sagt aus, dass der angegebene Niederschlagswert in 7 von 10 Fällen überschritten wird. Die zusätzliche Information der Wahrscheinlichkeit des Eintreffens eines Ereignisses ist besonders wichtig bei der Entscheidungsfindung (siehe Abb. 14).

3.4 Prognosen-Fahrplan8

COSMO-E wird zwei Mal pro Tag gerechnet, COSMO-1 acht Mal pro Tag. Die Ergebnisse

der Modellläufe stehen 4 Stunden (COSMO-E) bzw. 100 Minuten (COSMO-1) nach dem

Start zur Verfügung:

Prognose-Horizont Verfügbarkeit der Daten

COSMO-E (2.2 x 2.2 km) 5 Tage 04:00 und 16:00 UTC

COSMO-1 (1.1 x 1.1km) 33 bzw. 45 Stunden (Lauf um

03 UTC)

01:40, 04:40, 07:40, 10:40,

13:40, 16:40, 19:40, 22:40

Die hydrologischen Vorhersagen werden im Normalfall einmal pro Tag gerechnet und basie-ren auf den Modellläufen von 12:00 UTC am Vortag (COSMO-E) und von 0:00 UTC (COSMO 1). Sie stehen am Morgen (ca. 8.30) zur Verfügung. Bei Hochwasser-Lage werden die hydrologischen Vorhersagen mehrmals täglich aktualisiert.

8 Auf dem Merkblatt "Informationsfahrplan" im Kap. 10 der Grundkurs-Unterlagen steht wann welche

Informationen auf GIN publiziert werden.

https://de.wikipedia.org/wiki/Weltzeit

https://de.wikipedia.org/wiki/Zeit

https://de.wikipedia.org/wiki/Zeitskala


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COSMO-1 Niederschlagssumme (Radar) Messwerte an Bodenstationen (schwarze Punkte): Interlaken (566m): 63mm; Neuchâtel (479m): 26mm; La Brévine (1043m): 44mm. COSMO-1: Interlaken: 31mm; Neuchâtel: 36mm; La Brévine: 60mm. COSMO-E (Kontrolllauf): Interlaken: 35mm; Neuchâtel: 41mm; La Brévine: 79mm.

Abb. 14: Oben: COSMO-E Wahrscheinlichkeitskarten. Unten links: COSMO-1, unten rechts: Radar. Alle: Niederschlagssummen über 24 Stunden bis Fr. 5.1.2018 7:00 (=6:00 UTC), gerechnet am Vortag. Achtung: unterschiedliche Skalen und Farbkodierungen!


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Faustregeln

4. Schnee

Die Beurteilung der Schneesituation ist nicht nur für die Lawinen-Vorsorge hilfreich. Auch für die Abflüsse spielt der Schnee eine wichtige Rolle. Einerseits ist der Wassergehalt der Schneedecke von Interesse, andererseits die Schneefallgrenze für die Beurteilung der Hochwassergefahr.

4.1 Schneefallgrenze9 Mit der Schneefallgrenze wird eine Höhe angegeben, bei der das Verhältnis zwischen Schneeflocken und Regentropfen 50:50 ist. Die Schneefallgrenze entscheidet, welche Flä-chen eines Einzugsgebietes sofort zum Abfluss beitragen. Unter Schnee > Schneefallgrenze bieten COSMO-1 und COSMO-E eine Vorhersage der Schneefallhöhe. Die Schneefallgren-ze kann sich von Tal zu Tal stark unterscheiden, deshalb wird empfohlen, die Daten des fei-ner aufgelösten COSMO-1-Modells beizuziehen. In schmalen Alpentälern kommt es oft zu einer sogenannten Niederschlagsabkühlung. Die Luft im Tal wird durch die Schneeflocken abgekühlt und die Schneefallgrenze sinkt tiefer als sie sonst über dem Mittelland wäre. Wenn es schneit, dann setzt der Schnee normalerweise 100 bis 200 Meter oberhalb der Schneefallgrenze an (Schneegrenze). Durch die Niederschlagsabkühlung in schmalen Tälern kann die Schneefallgrenze mehrere hundert Meter absinken, im Extremfall sogar bis zu 1000 Meter.

Abb. 15: Die potentielle Schnee-

fallgrenze gemäss COSMO-1 am 14. März 2018 um 12:00 (ca. 800-1000 m im Kanton Bern). Dort wo die Flächen ungefärbt sind, kann es potentiell schneien (muss aber nicht, Niederschlagsprognosen zusätzlich anschauen!).

9 Wer mehr zur Schneefallgrenze erfahren will:

www.meteoschweiz.admin.ch/home/wetter/wetterbegriffe/schneegrenze-schneefallgrenze.html


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4.2 Schneedecke Die Schneedecke kann – ähnlich wie der Boden – Regenwasser aufnehmen, bis sie gesättigt ist. Die Schneedecke vergrössert sich und verdichtet sich im Laufe des Winters in höheren Lagen. Mitte März im Durchschnitt ist die Wassermenge, die im Kanton Bern im Schnee ge-speichert ist, am Grössten. Im Frühling kann die Temperatur plötzlich sehr schnell steigen und eine starke Schnee-schmelze auslösen. Verbunden mit viel Regen bis in höhere Lagen (hohe Schneefallgrenze) kann dies zu grossen Hochwassern führen. Das wurde im Mai 1999 der Fall, nach einem schneereichen "Lawinenwinter". Das WSL Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF in Davos stellt in dieser Hinsicht in-teressante Produkte auf GIN zur Verfügung. Eine Auswahl wird hier kurz vorgestellt. Die Auf-lösung der Karten beträgt 1 km2. Deshalb kann es lokale Abweichungen "im Feld" geben. Zudem variiert die Anzahl Beobachtungen bzw. die Qualität der Informationen im Laufe der Skisaison.

Abb. 16: Links: Die schneehydrologischen Produkte des SLF unterscheiden die Teileinzugsgebiete Brienzersee (orange), Thunersee (grün), Jurarandseen (gelb) und Emme (rot). Rechts: Die Flächen-verteilung der Teileinzugsgebiete mit der Höhe. Lesebeispiel: 50% der Flächen im Einzugsgebiet der Emme befinden sich unterhalb 800 m, während nur gerade 10% der Flächen im Einzugsgebiet des Brienzersees unterhalb 800 m sind. Beide Einzugsgebiete reagieren also bei einer gewissen Schnee-fallgrenze sehr unterschiedlich.

http://www.slf.ch/


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4.3 Schneewasseräquivalent Rechnet man mit 1 mm Niederschlag wenn die Temperatur kalt genug ist, so dass Schnee zu erwarten ist (ca. 0-3°C), ist mit rund 10 mm (= 1 cm) Schnee zu rechnen. Fällt Pulver-Schnee vom Himmel (< 0°C), können aus 1 mm Niederschlag 2 bis 3 Zentimeter Schnee entstehen. Die Schneedichte ist also stark von der Temperatur abhängig. Im Laufe des Winters verdichtet sich die Schneedecke in der Höhe wegen des Eigengewichts, der Temperaturschwankungen, der Sonneneinstrahlung und des Windes. Es kann auch mal reinregnen und die Schneedecke kann wie ein Schwamm Was-ser aufnehmen. Deshalb ist die Schneehöhe nicht geeignet, um den Wassergehalt der Schneedecke zu beurteilen. Ein wichtiges Schneeprodukt des SLF sind die sogenannten "Schneewasseräquivalente" (SWE als englische Abkürzung), al-so wieviel Millimeter Wasser in der Schneedecke gespeichert sind. Sie befinden sich auf GIN unter den "Wasser"-Produkten (Schneehydrologie). Sie können pro Einzugsgebiet angeschaut werden (z.B. "Region Aare" für das Einzugsgebiet der Aare bis Port). Jetzt folgt ein Beispiel für die Schneelage am 14. März 2018.

Abb. 17: Schnee- hydrologische Produkte


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SWE Absolut Aare

Abb. 18: Auf dieser Karte sieht man wieviel Wasser in der Schneedecke im Einzugsgebiet der Aare gespeichert ist. Die dunkelblauen Flächen haben rund 600 mm. Würde der ganze Schnee aus diesen Gebieten sofort schmelzen, wäre es als ob ein Regenereignis 60 cm Wasser auf diesen Flächen hin-terlassen würde. Das ist jedoch unmöglich, denn der Schmelzprozess braucht Zeit und die Nullgrad-grenze ist nur selten oberhalb 4000 m, auch im Hochsommer. Aber ist das viel Schneewasser für Mit-te März? Das zeigt die nächste Karte.

SWE Relativ Aare

Abb. 19: Hier sieht man dass die Wassermengen, die jetzt Mitte März im Schnee gespeichert sind, in höheren Lagen im Berner Oberland z.T. stark überdurchschnittlich sind (blaue Flächen, bis 150 mm mehr als "normal"). In den Voralpen und vor allem im Jura sind die Werte jedoch (stark) unterdurch-schnittlich. Als "normal" gilt der Mittelwert am 14. März seit 1998.


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SWE Index Aare

Abb. 20: Hier sehen wir die mittlere Wassermenge, die im Einzugsgebiet der Aare seit dem 1. No-vember gespeichert war (dicke schwarze Linie). Im Moment beträgt sie rund 150 mm. Das sofortige Schmelzen des ganzen Schnees im Gebiet würde einem Niederschlagsereignis mit überall 150 mm (= 15 cm) entsprechen. Das ist jedoch unmöglich, wie in der Abbildung "SWE Absolut Aare" erläutert wurde. Diese 150 mm sind im Durchschnitt der Jahre seit 1998 (graue Linie). Seit Beginn des Winters waren die Wassermengen überdurchschnittlich. Der "Lawinenwinter" 1999 ist dunkelblau eingezeich-net, andere Jahre in anderen Farben. SWE Profil Aare

Abb. 21: Hier sieht man die Höhenverteilung der Wassermenge im Schnee im Einzugsgebiet der Aare bis Port. Die violette Linie ist der Durchschnitt seit 1998 am 14. März, die einzelnen Winter sind grau eingezeichnet. Die dicke schwarze Linie ist der aktuelle Zustand: unterhalb rund 1500 m ist die Menge unterdurchschnittlich, oberhalb stark überdurchschnittlich. Es ist ein Mittelwert über das ganze Ein-zugsgebiet, lokale Abweichungen sind natürlich möglich (z.B. Jura vs. Alpen, Nord- vs. Südhänge, Muldenlagen, usw.).


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SWE Schneezustand Aare

Abb. 20: Trockener Schnee kann Regen wie ein Schwamm aufnehmen, durchfeuchteter Schnee je-doch nicht mehr. Diese Schnee-Eigenschaft ist wichtig für die Abschätzung der Abflussbereitschaft bei einem Regenereignis mit hoher Schneefallgrenze. Grün = aper / schneefrei; weiss = meist trockener Schnee; violett = teilweise durchfeuchteter Schnee; rot = durchfeuchteter Schnee mit einer Tempera-tur von 0°C. Auf den roten Flächen ist der Schnee mit Wasser gesättigt und hat eine Temperatur von 0°C. Bei Regen entsprechen sie dem Verhalten von gesättigten Böden: Die Schneedecke kann kein weiteres Wasser mehr aufnehmen, das Regenwasser fliesst rasch ab, zusätzlich kommt Schnee-schmelze dazu, je nach dem wie warm es ist.

SWE Bulletin Aare

Schneehydrologisches Bulletin | 2018-03-14 06:00 Aktuelle Situation: Die mittlere Schneelagengrenze in der Region Aare befindet sich heute Morgen bei 900 bis 1100m. Aktuell liegen die Schneemengen oberhalb von rund 1500m deutlich über dem langjährigen Mittel. In tieferen Lagen liegen sie unter dem langjährigen Mittel. Unterhalb von rund 1600m ist die Schneedecke mehrheitlich vollständig und unterhalb von rund 2200m teilweise durchfeuchtet. In höheren Lagen ist die Schneedecke mehrheitlich trocken. Während der letzten 7 Tage kam es zu Niederschlägen von bis zu 30mm, welche oberhalb von rund 1300m hauptsächlich als Schnee fielen. Gleichzeitig kam es unterhalb von rund 1700m zu rund 15mm Schneeschmelze. Insgesamt kam es unterhalb von 1400m zu Abnahmen im Schneewasseräquivalent von maximal 10mm und in höheren Lagen zu Zunahmen im Schneewasseräquivalent von 10 bis maximal 30mm. Prognose: In den kommenden 72 Stunden sind nur geringe Niederschläge zu erwarten, welche oberhalb von rund 1200m hauptsächlich als Schnee fallen. Unterhalb von rund 1600m kommt es zu bis zu 10mm Schneeschmelze.

Die Karten und das Bulletin werden im Normalfall von Dezember bis Juni jeden Mittwoch-nachmittag aktualisiert und gelten für 6 Uhr morgens. In besonderen Situationen werden die Karten auch häufiger aktualisiert.


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5. Tipps

5.1 Diagramme Diagramme ermöglichen die graphische Darstellung von Daten. Werden mehrere Stationen oder Flächen (Seen) und unterschied-liche Produkte ausgewählt, kann mittels "Diagramm erstellen" eine Ansicht erstellt werden mit verschiedenen Diagrammen. Die An-sicht kann danach im gewünschten Dossier oder in einem neuen Dossier gespeichert werden. In der Ansicht können Diagramme zusammengefügt oder aufge-teilt werden. Neben Diagrammen können Tabellen erzeugt werden.


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5.2 Schwellenwerte Schwellenwerte sind Grenzwerte, die bei Überschreitung eine besondere Bedeutung haben. Zum Beispiel kann in der Notfallplanung einer Gemeinde ein Abfluss-Schwellenwert gesetzt sein, ab welchem ein Bach beobachtet wird und je nach Entwicklung Massnahmen ergriffen werden. In GIN stehen folgende Schwellenwerte zur Verfügung:

Bundesschwellenwerte: 5 Warnstufen des Bundes mit den offiziellen Bundeswarnfar-ben (für Erklärungen, siehe S. 12)

GIN Schwellenwerte: Skala (ohne besondere Bedeutung) zur Einfärbung von Statio-nen oder Flächen als Interpretationshilfe

Meine Schwellenwerte: eigene Schwellenwerte pro Parameter oder Station


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5.3 Daten exportieren Um die Daten zum Beispiel mit Excel weiter zu verarbeiten, können sie aus GIN exportiert werden. Kli-cken Sie dazu auf "Tabellen-Funktionen" innerhalb einer Tabelle (siehe 5.1). Heruntergeladen wird eine CSV-Datei, die z.B. in Excel geöffnet werden kann.

5.4 Stationspunkte ausblenden Bei flächenhaften Produkten wie Radarbild oder Niederschlagsprognosen können die Stati-onspunkte unter "Karten-Einstellungen > Stationspunkte > Stationen nach Produktauswahl einschränken" ausgeblendet werden.


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5.5 Archivieren GIN ist nicht als Archiv gedacht. Zur Zeit sind die Da-ten ab Mitte Juni 2017 verfügbar. Maximal werden bis 2 Jahre Daten verfügbar sein. Für die Dokumentation wichtiger Ereignisse in seinem Zuständigkeitsgebiet können Ansichten bzw. ganze Dossiers als PDF gespeichert werden.

5.6 Dossiers teilen Dossiers können mit anderen geteilt werden. Dafür braucht die andere Person einen GIN-Zugriff.

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